原標(biāo)題：基于電力線載波技術(shù)的遠(yuǎn)程電流數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

基于電力線載波技術(shù)的遠(yuǎn)程電流數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)涉及多個(gè)關(guān)鍵組件和技術(shù)原理。以下是對(duì)該系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)介紹：

一、系統(tǒng)概述

該系統(tǒng)旨在利用電力線載波技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程電流數(shù)據(jù)的采集和傳輸。它主要由數(shù)據(jù)采集單元、單片機(jī)主控單元和電力線載波發(fā)送電路三部分組成。通過(guò)采用半導(dǎo)體磁阻式電流傳感器（MRCS）和LM1893電力線調(diào)制解調(diào)芯片，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高可靠性的電流數(shù)據(jù)采集，并通過(guò)現(xiàn)有的電力線進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸。

二、硬件設(shè)計(jì)

1. 數(shù)據(jù)采集單元

• 半導(dǎo)體磁阻式電流傳感器（MRCS）：該傳感器基于磁阻效應(yīng)，能夠?qū)⑼妼?dǎo)線周圍的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高、體積小、線性度優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，能夠很好地對(duì)微弱電流信號(hào)進(jìn)行非接觸式檢測(cè)。

• ADC0832模/數(shù)轉(zhuǎn)換器：該轉(zhuǎn)換器具有8位逐次逼近式的轉(zhuǎn)換方式，轉(zhuǎn)換時(shí)間為80μs。它能夠?qū)RCS輸出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，以便單片機(jī)進(jìn)行處理。

2. 單片機(jī)主控單元

• AT89C2051單片機(jī)：該單片機(jī)包含2KB閃存、128B的內(nèi)存、15根I/O口線、兩個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器和一個(gè)全雙工的串行口。它用于實(shí)現(xiàn)對(duì)電流信號(hào)的采集和對(duì)電力線載波數(shù)據(jù)發(fā)送功能的控制。

3. 電力線載波發(fā)送電路

• LM1893電力線調(diào)制解調(diào)芯片：該芯片可實(shí)現(xiàn)串行數(shù)據(jù)的半雙工通信，具有發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的全部功能。它采用抗噪聲的FSK數(shù)字移頻鍵控調(diào)制方式，數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)4.8kbps。通過(guò)調(diào)節(jié)外部電阻，其載波頻率可以在50~300kHz的范圍內(nèi)選擇。

• 電力線接口（PLI）：該接口用于將LM1893輸出的載波信號(hào)發(fā)送到電力線上，并接收從電力線上傳來(lái)的載波信號(hào)。

三、軟件設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)軟件以MCS-51匯編語(yǔ)言編制，并給出了軟件設(shè)計(jì)的流程圖。主要實(shí)現(xiàn)以下功能：

1. 電流信號(hào)的采集：通過(guò)單片機(jī)控制MRCS和ADC0832進(jìn)行電流信號(hào)的采集和模/數(shù)轉(zhuǎn)換。

2. 數(shù)據(jù)的處理：?jiǎn)纹瑱C(jī)對(duì)采集到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，如濾波、校準(zhǔn)等。

3. 數(shù)據(jù)的發(fā)送：?jiǎn)纹瑱C(jī)通過(guò)控制LM1893將處理后的數(shù)據(jù)調(diào)制成載波信號(hào)，并通過(guò)電力線發(fā)送到遠(yuǎn)程接收端。

4. 數(shù)據(jù)的接收：遠(yuǎn)程接收端通過(guò)LM1893接收電力線上的載波信號(hào)，并將其解調(diào)成原始數(shù)據(jù)。

四、系統(tǒng)特點(diǎn)

1. 遠(yuǎn)程傳輸：利用現(xiàn)有的電力線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，無(wú)需重新布線，降低了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的成本和復(fù)雜性。

2. 高精度：采用半導(dǎo)體磁阻式電流傳感器和8位逐次逼近式模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)了高精度的電流數(shù)據(jù)采集。

3. 高可靠性：采用抗噪聲的FSK數(shù)字移頻鍵控調(diào)制方式和電力線調(diào)制解調(diào)芯片，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性。

五、應(yīng)用前景

該系統(tǒng)具有較高的實(shí)用價(jià)值，可用于遠(yuǎn)距離信號(hào)的測(cè)量和傳輸。在現(xiàn)代生產(chǎn)過(guò)程的檢測(cè)和控制中，電流參數(shù)的采集是最普遍最重要的項(xiàng)目之一。該系統(tǒng)特別適用于測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)距離較遠(yuǎn)且環(huán)境惡劣的場(chǎng)合，如電力系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。

綜上所述，基于電力線載波技術(shù)的遠(yuǎn)程電流數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有顯著的優(yōu)勢(shì)和廣闊的應(yīng)用前景。